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關於物理歷史的日記(1)(光)

物理我想從人們看的最多的東西“光”談起,一開始有人認為光是從我們眼睛中射到物體上從而讓人看到,有人說是由物體本身和自己的眼睛,外界的光源三者結合讓人看到物體,看起來荒謬,但確實在那個需要探索和發現的年代,需要勇於大膽假設,而今我們都知道了是由光源照射到物體反射到我們的眼睛中讓我們看到了事物。

但光的本質是什麼呢?

那時普遍認為是一個個光粒子組成的光束,即粒子學說,但有個問題,兩道光束碰撞時為什麼沒有彈開?

因此在這之後格里馬第提出了光是一種波。

但波需要介質才能夠傳遞,而在真空中沒有介質如何傳播呢?因此為了解決這個難題,波動學說的人假設真空中存在“以太”物質。

在此後胡克出版《顯微術》支援波動說

牛頓也提出了色散實驗,即三稜鏡將光分散為一條綵帶。

(順便提一句,胡克和牛頓兩個人不太對付,甚至多次公開互相駁斥,具體請自行搜尋)

1690年,惠更斯著作《光論》,證明推導了光的折射和反射定律,極大支援了波動學說。

但在1704年牛頓出版《光學》解決了波動學說無法解決的難題,也提出了波動學說無法解釋的問題,例如光為什麼無法像聲音那樣繞開物體等,支援了微粒學說,此後微粒學說摧枯拉朽般將波動學說擊倒。

這種狀況一直差不多持續了一個世紀,牛頓的光芒籠罩了這個世界一個世紀後,直到托馬斯.楊的出現,1807年楊出版了《自然哲學將以》第一次描述了光的雙縫干涉實驗,(也就是我們中學課本出現的那個實驗),發現了一個點光源經過兩條狹窄的縫後在後面的投影屏上顯示出明暗相間的條紋,證明了光是一種波。

具體為什麼出現明暗相間的條紋,大致可以想象兩個正弦函式波峰和波谷的疊加,兩個波峰就變成亮紋,兩個波谷就成了暗紋。

但在當時微粒統治的天下中,楊的實驗還是無法擊倒這個龐然大物。

最終在1819年菲涅爾提交論文中用波動學解釋了光的衍射問題---泊松亮斑,導致波動學說又一次勝利。

(泊松作為微粒學派的一名評委為了證明菲涅爾論文的錯誤進行實驗,發現確實如此,被人戲稱泊松亮斑)

而後又在1850年傅科經過實驗得出光在水中的速度只有真空的3/4,推翻了微粒學派。(根據粒子論,水中光的速度應該比真空要快,波動論恰好相反。)

而後偉大的麥克斯韋在1856-1865年間發表三篇電磁理論論文,預言光是電磁波的一種,建立起電磁理論王國。

開始了經典物理的黃金時代,經典力學,經典熱力學,經典電動力學籠罩了世界,一切力、熱、光、電、磁等都好似被人類所掌握。

到了1887年赫茲用電磁波實驗證明了麥克斯韋的預言,徹底建立了電磁場理論。

1895年倫琴發現x射線

1896年貝克勒爾發現鈾元素放射現象

1897年居里夫人和她的丈夫發現更多放射性元素

……

但這一切彷彿是一顆快要戳破的泡沫,那一根戳破泡沫的針便是赫茲在他電波實驗中發現的問題。

在有光照射的時候電磁感應距離變大,一片黑暗時,電磁反應距離變小……

分類: 情感
時間: 2022-02-13

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